(57)【要約】【課題】処理水の汚染を防止でき、少ない薬液量であっても、多数の膜カートリッジを効率的に薬液洗浄できるバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法の提供。【解決手段】濾過膜に付着した付着物を薬液を循環することによって循環洗浄するバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法であって、循環洗浄において、複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第１群の膜カートリッジに対して、薬液貯留槽からの薬液を、原水室から供給すると共に、濾過膜を介して処理水室から回収することにより濾過膜を洗浄し、処理水室から回収した薬液を用いて、複数の膜カートリッジのうち第１群の膜カートリッジとは異なるものの中から選ばれた１又は２以上からなる第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄した後、洗浄後の薬液を薬液貯留槽に返送することを特徴とする。【選択図】図４
2013198864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水室に供給されたバラスト原水を濾過して処理水室にバラスト処理水を生成する複数の膜カートリッジが備える濾過膜に付着した付着物を、薬液貯留槽と前記膜カートリッジの間で薬液を循環することによって循環洗浄するバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法であって、
前記循環洗浄において、前記複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第１群の膜カートリッジに対して、前記薬液貯留槽からの前記薬液を、原水室から供給すると共に、濾過膜を介して処理水室から回収することにより該濾過膜を洗浄し、前記処理水室から回収した前記薬液を用いて、前記複数の膜カートリッジのうち前記第１群の膜カートリッジとは異なるものの中から選ばれた１又は２以上からなる第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄した後、洗浄後の薬液を前記薬液貯留槽に返送することを特徴とするバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【請求項２】
前記第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄する際に、該第２群の膜カートリッジに対して、前記薬液を、処理水室から供給すると共に、前記濾過膜を介して原水室から回収することにより該濾過膜を洗浄することを特徴とする請求項１記載のバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【請求項３】
前記薬液は、前記濾過膜に付着した付着物との接触により気泡を生成し得る薬剤を少なくとも含有することを特徴とする請求項１又は２記載のバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【請求項４】
原水室に供給された原水を濾過して処理水室に処理水を生成する複数の膜カートリッジが備える濾過膜に付着した付着物を、薬液によって洗浄するための膜カートリッジの薬液洗浄方法であって、
前記複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第１群の膜カートリッジに対して、前記薬液を、原水室から供給すると共に、濾過膜を介して処理水室から回収することにより該濾過膜を洗浄し、
前記処理水側から回収した前記薬液を用いて、前記複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄することを特徴とする膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法及び膜カートリッジの薬液洗浄方法に関し、詳しくは、原水室に供給されたバラスト原水を濾過膜により処理して処理水室にバラスト処理水を生成する複数の膜カートリッジが備える濾過膜を、薬液によって洗浄するためのバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法及び膜カートリッジの薬液洗浄方法の薬液洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般船舶には、航行時の船体の安定性保持、強度維持、あるいは燃料消費率削減等を行うために、バラストタンクが設けられている。通常、原油等が積載されていないときには、バラストタンク内をバラスト水で満たし、原油等を積み込む際にバラスト水を排出することにより、船体の浮力を調整し、船体を安定化させている。
【０００３】
このようにバラスト水は、船舶の安全な航行、省エネルギー、省コスト化等のために必要な水であり、通常、荷役を行う港湾の海水が利用される。その量は、世界的にみると年間１００億トンを超えるといわれている。
【０００４】
ところで、バラスト水中には、それを取水した港湾に生息する水生生物が混入しており、船舶の移動に伴い、これら水生生物が同時に異環境に運ばれることになる。
【０００５】
従って、もともとその海域には生息していなかった生物種が、既存生物種に取って代わるといった生態系の破壊が深刻化している。
【０００６】
このような背景の中、国際海事機関（ＩＭＯ）の外交会議において、船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための条約（以下、条約という）が発効されれば、船舶には、バラスト水処理装置を用いたバラスト水管理の実施義務が適用される。
【０００７】
このため、バラスト水の排出時には外洋に存在する生物数の１０，０００分の１程度まで除去あるいは殺滅することが必要となっている。
【０００８】
本出願人は、これまでにバラスト水を濾過膜により処理する技術を開示している（特許文献１）。
【０００９】
また、本出願人は、バラスト水を漲水する際の濾過膜による処理において、濾過膜に供給されるバラスト原水の全量を濾過するデッドエンド濾過と、バラスト原水の全量を、濾過することなく膜面に対して平行な液流を形成して膜面付着物を除去するクロスフロー洗浄とを交互に行うことで、漲水速度を飛躍的に向上する技術を開示している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４４２１４９４号
【特許文献２】国際公開第２０１１／０４０６０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
バラスト水の漲水を繰り返し行う過程で、濾過運転時のクロスフロー洗浄のみではフラックスの回復率が徐々に得られなくなる場合がある。
【００１２】
このようにフラックス回復率が低下した状態に対して、逆洗（処理水側から膜を介して原水側へ透過させる洗浄）を含む薬液洗浄を行うことで、フラックスを好適に回復することができる。
【００１３】
その際、船舶内の限られたスペースでは、薬液の総液量も限られるため、実用性の観点から、薬液を循環させて逆洗を行う方式が有効である。
【００１４】
しかるに、循環タンクに返送される濾過膜逆洗後の薬液には、濾過膜から分離された夾雑物が含まれるため、循環タンク内の薬液を再度処理水側から濾過膜に循環すると、処理水側の領域が夾雑物によって汚染されることになる。
【００１５】
処理水側の領域は、即ち、上述した条約に規定される基準を満たすために水生生物が高度に除去された処理水が生成される領域である。
【００１６】
この領域が、水生生物を含み得る上記夾雑物によって汚染されると、例え水生生物の数が少量であっても、バラストタンク内での再増殖（リグロース）によって、処理水の大規模汚染を生じる恐れがある。
【００１７】
また、バラスト水処理に必要な膜カートリッジの本数は数百にも及ぶ一方、船舶上の限られたスペースでは、これら膜カートリッジを洗浄するための薬剤タンクの容量や、循環させる薬液の総液量などに限界があるため、効率的に薬液洗浄を行う必要がある。
【００１８】
そこで、本発明の課題は、処理水の汚染を防止でき、少ない薬液量であっても、多数の膜カートリッジを効率的に薬液洗浄できるバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法及び膜カートリッジの薬液洗浄方法を提供することにある。
【００１９】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２１】
（請求項１）
原水室に供給されたバラスト原水を濾過して処理水室にバラスト処理水を生成する複数の膜カートリッジが備える濾過膜に付着した付着物を、薬液貯留槽と前記膜カートリッジの間で薬液を循環することによって循環洗浄するバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法であって、
前記循環洗浄において、前記複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第１群の膜カートリッジに対して、前記薬液貯留槽からの前記薬液を、原水室から供給すると共に、濾過膜を介して処理水室から回収することにより該濾過膜を洗浄し、前記処理水室から回収した前記薬液を用いて、前記複数の膜カートリッジのうち前記第１群の膜カートリッジとは異なるものの中から選ばれた１又は２以上からなる第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄した後、洗浄後の薬液を前記薬液貯留槽に返送することを特徴とするバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【００２２】
（請求項２）
前記第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄する際に、該第２群の膜カートリッジに対して、前記薬液を、処理水室から供給すると共に、前記濾過膜を介して原水室から回収することにより該濾過膜を洗浄することを特徴とする請求項１記載のバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【００２３】
（請求項３）
前記薬液は、前記濾過膜に付着した付着物との接触により気泡を生成し得る薬剤を少なくとも含有することを特徴とする請求項１又は２記載のバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【００２４】
（請求項４）
原水室に供給された原水を濾過して処理水室に処理水を生成する複数の膜カートリッジが備える濾過膜に付着した付着物を、薬液によって洗浄するための膜カートリッジの薬液洗浄方法であって、
前記複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第１群の膜カートリッジに対して、前記薬液を、原水室から供給すると共に、濾過膜を介して処理水室から回収することにより該濾過膜を洗浄し、
前記処理水側から回収した前記薬液を用いて、前記複数の膜カートリッジから選ばれた１又は２以上からなる第２群の膜カートリッジが備える濾過膜を洗浄することを特徴とする膜カートリッジの薬液洗浄方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、処理水の汚染を防止でき、少ない薬液量であっても、多数の膜カートリッジを効率的に薬液洗浄できるバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法及び膜カートリッジの薬液洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法を実施するために用いられるバラスト水処理装置の一例を示す説明図
【図２】スパイラル膜を備えた膜モジュールの一例を示す断面図
【図３】図２における（iii）−（iii）線断面図
【図４】本発明に係るバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法の一例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、図面を参照して、本発明に係るバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法を実施するための形態について説明する。
【００２８】
＜バラスト水の漲水システム＞
図１は、本発明に係るバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法を実施するために用いられるバラスト水処理装置の一例を示す説明図である。
【００２９】
図１において、ＢＰはバラスト原水を吸い上げるバラストポンプである。
【００３０】
１はバラストポンプＢＰにより吸い上げられたバラスト原水を移送する原水取水配管であり、１００は原水取水配管１に設けられた開閉弁である。
【００３１】
本発明において、処理対象となるバラスト原水には、例えば海水、淡水などが用いられ、かかるバラスト原水には、動物プランクトン、植物プランクトン、細菌などの水生生物が含まれている。
【００３２】
２は原水取水配管１から供給されるバラスト原水中の水生生物を除去する膜濾過処理を行う膜処理装置である。
【００３３】
膜処理装置２は、複数（図示の例では４つ）の膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄを備えている。
【００３４】
原水取水配管１は、原水ヘッダー管１０から分岐した原水分岐配管１１ａ〜１１ｄを介して、各々の膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄに接続されている。１２ａ〜１２ｄは、各々の原水分岐配管１１ａ〜１１ｄに設けられた開閉弁である。
【００３５】
原水取水配管１から供給されるバラスト原水は、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄにおいて、まず原水室２２ａ〜２２ｄに導入される。
【００３６】
そして、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄは、原水室２２ａ〜２２ｄに対して濾過膜２１ａ〜２１ｄを介して設けられた処理水室２３ａ〜２３ｄに、膜濾過されたバラスト処理水を生成する。
【００３７】
膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄが備える濾過膜２１ａ〜２１ｄとしては、精密濾過膜（ＭＦ膜）や限外濾過膜（ＵＦ膜）などを用いることができ、好ましくは、孔の大きさが５０〜１０００ｎｍ程度の精密濾過膜を用いることである。また、濾過膜２１ａ〜２１ｄの形態としては、格別限定されないが、スパイラル膜や中空糸膜などを用いることができ、後に詳述するスパイラル膜であることが好ましい。
【００３８】
処理水室２３ａ〜２３ｄに生成したバラスト処理水は、処理水移送配管３を介して、バラストタンクＢＴに移送される。
【００３９】
具体的には、バラスト処理水は、処理水室２３ａ〜２３ｄに接続された処理水分岐配管３１ａ〜３１ｄから処理水集水管３０を介して、処理水移送配管３に接続されている。３２ａ〜３２ｄは、各々の処理水分岐配管３１ａ〜３１ｄに設けられた開閉弁であり、３００は、処理水移送配管３に設けられた開閉弁である。
【００４０】
一方、４１ａ〜４１ｄは、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄの原水室２２ａ〜２２ｄに接続された洗浄排水分岐配管である。
【００４１】
洗浄排水分岐配管４１ａ〜４１ｄは、原水室２２ａ〜２２ｄに対して、上述した原水分岐配管１２ａ〜１２ｄとは異なる開口を介して接続されており、原水分岐配管１２ａ〜１２ｄから原水室２２ａ〜２２ｄに供給されるバラスト原水を、濾過膜２１ａ〜２１ｄを通過させることなく、該原水室２２ａ〜２２ｄから洗浄排水として排出できるように構成されている。
【００４２】
洗浄排水分岐配管４１ａ〜４１ｄは、洗浄排水集水管４０を介して、洗浄排水移送配管４に接続されており、洗浄排水を、洗浄排水移送配管４を介して海洋等へ放流できるように構成されている。４２ａ〜４２ｄは、洗浄排水分岐配管４１ａ〜４１ｄに設けられた開閉弁であり、４００は、洗浄排水移送配管４に設けられた開閉弁である。
【００４３】
本発明において、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄは、スパイラル膜を備えた膜カートリッジであることが好ましい。
【００４４】
図２は、スパイラル膜を備えた膜カートリッジの一例を示す断面図であり、図３は、図２における（iii）−（iii）線断面図である。
【００４５】
膜カートリッジ２０は、外筒２０１内に、内部が処理水室２３となる集水管２０２と該集水管２０２の外周に巻回状態で設けられた複数の封筒状の濾過膜２１とを有する。
【００４６】
各封筒状の濾過膜２１内には、それぞれ封筒状の張設状態を維持し、該封筒状の濾過膜２１の内側に透過した処理水のためのスペースを形成する透過側スペーサ２０３が設けられている。封筒状の濾過膜２１の内部は集水管２０２の内部と連通しており、該封筒状の濾過膜２１を透過した処理水を集水管２０２に移送可能としている。この封筒状の濾過膜２１は、集水管２０２の外周面に放射状に取り付けられており、これらが集水管２０２に巻回されて該集水管２０２の外周に高密度に巻き付けられることによって、全体として集水管２０２を軸とする略円柱状を呈している。
【００４７】
隣接する封筒状の濾過膜２１の間には、隣接する封筒状の濾過膜２１間に原水室（原水流路）２２を形成するためのスペーサ２０４が挿設されている。なお、図３では説明の便宜のため、各封筒状の濾過膜２１の巻回時の長さを短く表現しているが、実際の封筒状の濾過膜２１は、集水管２０２の外周に対して１周程度巻回し得る程度の長さを有している。
【００４８】
集水管２０２は、一方端が閉鎖された閉鎖端部２０２ａであり、他方端が処理水を排出するために開口した開口端部２０２ｂとされている。また、原水室（原水流路）２２の一方端側は原水を導入するための開口を有し、他方端は洗浄排水を排出するための開口を有している。
【００４９】
＜薬液洗浄機構＞
５は、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄが備える濾過膜２１ａ〜２１ｄを、薬液によって洗浄するための薬液洗浄機構である。
【００５０】
薬液洗浄機構５は、薬液生成手段５０と、原水ヘッダー管１０に接続された薬液供給配管５２と、洗浄排水集水管４０に接続された薬液返送配管５４とによって薬液の循環系を形成している。５１は、循環系内に薬液を循環する循環ポンプである。また、５３及び５５は、それぞれ薬液供給配管５２及び薬液返送配管５４に設けられた開閉弁である。
【００５１】
図示の例において、薬液の循環系は、薬液生成手段５０（薬液貯留槽５０１）→（循環ポンプ５１）→薬液供給配管５２→原水ヘッダー管１０→膜処理装置２→洗浄排水集水管４０→薬液返送配管５４→薬液生成手段５０（薬液貯留槽５０１）の順に、薬液生成手段５０で生成した薬液を循環するように形成されている。
【００５２】
薬液生成手段５０の構成は格別限定されないが、例えば図示したように、薬剤タンク５０２から供給される薬剤を、薬液貯留槽５０１内の水に添加することで薬液を生成するものを好ましく用いることができる。薬液生成手段５０は、好ましくは、不図示の薬液濃度センサーを備えることにより、貯留槽５０１内の薬剤が所定の濃度となるように、薬剤タンク５０２から薬剤供給量を制御可能とされていることである。
【００５３】
薬液中に含有される薬剤としては、格別限定されるものではないが、過酸化水素、次亜塩素酸塩（次亜塩素酸ナトリウムなど）等の酸化剤や、塩酸、クエン酸、酢酸等の酸性薬剤、あるいは水酸化ナトリウム等の塩基性薬剤等を好ましく例示できる。特に本発明では、後に詳述するが濾過膜２１ａ〜２１ｄと接触した際に、例えば有機物の分解等に伴って気泡を発生し得る薬剤を好ましく用いることができ、具体的には、過酸化水素を用いることが特に好ましい。
【００５４】
一方、薬液の生成のために薬剤が添加される水としては、格別限定されず、夾雑物が適宜除去された淡水・海水を用いることができ、特にバラストタンクＢＴに貯留されたバラスト処理水を好ましく用いることができる。
【００５５】
また、５０３は、貯留槽５０１内の夾雑物を除去するための夾雑物除去手段であり、該貯留槽５０１に接続された循環配管５０３ａと、該循環配管５０３ａ上に設けられたフィルタ５０３ｂとにより構成されている。
【００５６】
夾雑物除去手段５０３は、循環配管５０３ａ上に設けられた不図示のポンプにより貯留槽５０１内の夾雑物を薬液と共に抜き出すと共にフィルタ５０３ｂに供給し、フィルタ５０３ｂによって夾雑物が除去された薬液を貯留槽５０１内に返送する機能を有する。夾雑物除去手段５０３は、循環洗浄の間、常時作動させてもよいが、例えば、薬液中の夾雑物濃度を検出する夾雑物濃度検出計（不図示）によって検出される夾雑物濃度が所定値を上回る場合に作動するように制御してもよい。
【００５７】
＜バラスト水の漲水＞
以上の構成を有するバラスト水処理装置を用いて、バラストタンクＢＴにバラスト水を漲水する方法の一例について説明する。
【００５８】
バラストタンクＢＴへのバラスト水の漲水は、上述した薬液洗浄機構５が備える開閉弁５３及び５５を閉じ、循環ポンプ５１を停止した状態で、バラストポンプＢＰによって取水されたバラスト原水を膜処理装置２に供給する。
【００５９】
本発明においては、格別限定されるものではないが、バラストタンクＢＴにバラスト水を漲水する際に、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄが、「デッドエンド濾過」と「クロスフロー洗浄」を交互に行うことが好ましく、これにより、漲水速度を大幅に向上することが可能となる。
【００６０】
本発明において、「デッドエンド濾過」とは、開閉弁４２ａ〜４２ｄを個別に閉じるか、あるいは開閉弁４００を閉じて、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄからの洗浄排水の排出経路を閉じた状態で、バラストポンプＢＰによって当該膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄが備える原水室２２ａ〜２２ｄに供給されるバラスト原水の全量を膜濾過して処理水を生成することを指す。生成した処理水は、開閉弁３００が開放された処理水移送配管３を介してバラストタンクＢＴに導入される。
【００６１】
一方、本発明において、「クロスフロー洗浄」とは、開閉弁３２ａ〜３２ｄを個別に閉じるか、あるいは開閉弁３００を閉じて、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄからの処理水の排出経路を閉じた状態で、バラストポンプＢＰによって当該膜カートリッジが備える原水室２２ａ〜２２ｄに供給されるバラスト原水の全量を、膜濾過することなく洗浄排水として排出することを指す。洗浄排水は開閉弁４００が開放された洗浄排水移送配管４を介して移送され、例えば船舶外の海洋等に放流される。このとき、洗浄効率を更に高める観点で、膜面上に、該膜面と平行な液流を形成することが好ましく、例えば図２及び３に示したようなスパイラル膜を備えた膜カートリッジ２０を用いれば、原水室（原水流路）２２の一方端側から他方端に向けて原水を通過させることにより、封筒状の濾過膜２１の膜面と平行な液流を好適に形成できる。
【００６２】
デッドエンド濾過とクロスフロー洗浄を交互に行う態様について、より詳しく説明すると、膜処理装置２が備える複数の膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄを用いてデッドエンド濾過を継続した後、これらの中から１又は２以上の膜カートリッジを順次選択してクロスフロー洗浄を適用していくことが好ましい。このとき選択されていない膜カートリッジは、デッドエンド濾過を継続して処理水を生成することが好ましい。これにより、漲水速度を更に向上することが可能となる効果が得られる。
【００６３】
しかるに、特にデッドエンド濾過を行う場合は、濾過膜に対する負荷が大きいため、漲水を繰り返し行った場合、クロスフロー洗浄を行っても、フラックスの回復率（回復後のフラックス／初期フラックス）は徐々に低下することになる。
【００６４】
本発明では、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄのフラックス回復率が低下した場合であっても、以下に説明するバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法によって、効率的にフラックス回復率を向上することができる。
【００６５】
＜薬液洗浄＞
図４は、本発明に係るバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法の一例を示す説明図であり、図１に例示したバラスト水処理装置において、閉じられた開閉弁を黒塗りで示し、開放された開閉弁を白塗りで示したものである。
【００６６】
膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄの薬液洗浄は、開閉弁１００、３００及び４００を閉じ、バラストポンプＢＰを停止した状態で、上述した薬液の循環系に設けられた開閉弁５３及び５５を開き、薬液生成手段５０で生成した薬液を、循環ポンプ５１によって、循環系を介して膜処理装置２に供給する。
【００６７】
このとき、原水ヘッダー管１０と、膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂとを接続する原水分岐配管１１ａ及び１１ｂの開閉弁１２ａ及び１２ｂは開放されているが、原水ヘッダー管１０と、膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄとを接続する原水分岐配管１１ｃ及び１１ｄの開閉弁１２ｃ及び１２ｄは閉じられている。
【００６８】
従って、循環される薬液は、まず膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂ（第１群の膜カートリッジ）の原水室２２ａ及び２２ｂのみに供給され、膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄ（第２群の膜カートリッジ）には、まだ供給されない。
【００６９】
更に、このとき、第１群の膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂに接続された洗浄排水分岐配管４１ａ及び４１ｂは、開閉弁４２ａ及び４２ｂによって閉じられ、一方、処理水室２３ｂに接続された処理水分岐配管３１ａ及び３１ｂの開閉弁３２ａ及び３２ｂが開放されている。
【００７０】
従って、第１群の膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂの原水室２２ａ及び２２ｂに供給された薬液は、該原水室２２ａ及び２２ｂから濾過膜２１ａ及び２１ｂを介して、処理水室２３ａ及び２３ｂから処理水集水管３０に導入される。
【００７１】
この過程において、薬液が、原水室２２ａ及び２２ｂ側から処理水室２３ａ及び２３ｂ側に向けて、濾過膜２１ａ及び２１ｂを通過する際に、該濾過膜２１ａ及び２１ｂが薬液洗浄される（第１群の洗浄）。
【００７２】
濾過膜２１ａ及び２１ｂに供給される薬液には、上述した夾雑物除去手段５０３の作用によって除去しきれない夾雑物が含まれ得るが、かかる第１群の洗浄において、濾過膜２１ａ及び２１ｂを洗浄した後に処理水室２３ａ及び２３ｂに回収される薬液は、濾過膜２１ａ及び２１ｂを通過したことにより夾雑物が除去されている。
【００７３】
そのため、処理水側の領域が、水生生物を含み得る上記夾雑物によって汚染されることが防止される。つまり、バラスト水の漲水時に生成される処理水に、上記夾雑物が混入する汚染を防止することができる。
【００７４】
これにより、バラストタンク内での再増殖（リグロース）も防止され、条約に規定される基準を満たすために水生生物が高度に除去された処理水を好適にバラストタンクＢＴ内で貯留することができる。
【００７５】
更に、第１群の洗浄を上記のように順洗とした場合は、例えば処理水室２３ａ及び２３ｂ側から原水室２２ａ及び２２ｂ側に向けて濾過膜２１ａ及び２１ｂを通過させる所謂「逆洗」を行った場合と比較して、意外なことに、薬液中の薬剤濃度が比較的高濃度に保持され易い。
【００７６】
そのため、本発明では、第１群の洗浄で使用済みの薬液を、更なる第２群の洗浄のために好適に用いることができる。
【００７７】
即ち、第１群の洗浄の後、処理水集水管３０に導入された薬液は、処理水集水管３０に接続された処理水移送配管３の開閉弁３００が閉じられているため、循環ポンプ５１によって、開閉弁３２ｃ及び３２ｄが開放された処理水分岐配管３１ｃ及び３１ｄを介して、第２群の膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄの処理水室２３ｃ及び２３ｄに供給される。第２群の膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄは、第１群の膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂ以外の膜カートリッジから選択される。
【００７８】
ここでは、第２群の膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄに接続された原水分岐配管１１ｃ及び１１ｄの開閉弁１２ｃ及び１２ｄが閉じられているため、処理水室２３ｃ及び２３ｄに供給された薬液は、濾過膜２１ｃ及び２１ｄを介して、原水室２２ｃ及び２２ｄに導入された後、開閉弁４２ｃ及び４２ｄが開放された洗浄排水分岐配管４１ｃ及び４１ｄを介して洗浄排水集水管４０に回収される。
【００７９】
この過程において、薬液が、濾過膜２１ｃ及び２１ｄと接触することにより、該濾過膜２１ｃ及び２１ｄが薬液洗浄される（第２群の洗浄）。
【００８０】
本発明において、第１群の洗浄で使用済みの薬液は、上述した通り夾雑物が除去され且つ薬剤濃度が比較的高濃度に保持されているため、第２群の洗浄においても高い洗浄効率を発揮する。
【００８１】
第２群の洗浄の後、洗浄排水集水管４０に回収された薬液は、膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂに接続された洗浄排水分岐配管４１ａ及び４１ｂが開閉弁４２ａ及び４２ｂによって閉じられているため、薬液返送配管５４に導入され、薬液生成手段５０に返送される。
【００８２】
薬液生成手段５０に返送された薬液は、所定の薬剤濃度となるように、該薬液生成手段５０において新たな薬剤が添加された後、再び上述した経路を循環される。
【００８３】
以上のようにして、１サイクルの薬液循環において、第１及び第２群の洗浄を並行して行うことができる。
【００８４】
本発明に係るバラスト水処理用膜カートリッジの薬液洗浄方法は、第１及び第２群の洗浄を有することにより、上述のように第２群の洗浄において逆洗を行う場合であっても、処理水の汚染を防止できる。また、薬液の循環液量が少ない場合であっても、多数の膜カートリッジを効率的に薬液洗浄することが可能となる効果を奏する。また、これにより、薬液生成手段５０が備える貯留槽５０１、薬剤タンク５０２や薬液の循環系を構成する配管径等を小型化できるため、設置スペースが限られた船舶上においても好適であり、また薬剤の使用量も削減できるため省コスト化も実現できる。
【００８５】
以上の説明では、第１群の膜カートリッジが、２つの膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂであり、第２群の膜カートリッジが、２つの膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄである場合について説明したが、これに限定されず、第１群及び第２群の膜カートリッジは、それぞれ膜処理装置２が備える複数の膜カートリッジから、１又は２以上を選択することができる。
【００８６】
更に、本発明においては、第１群又は第２群の膜カートリッジとして選択される膜カートリッジを、所定のタイミングで切り換えて、薬液洗浄を行うことも好ましいことである。
【００８７】
例えば、第１群として膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂを選択し、第２群として膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄを選択して、所定時間薬液洗浄を行った後、第１群として膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄを選択し、第２群として膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂを選択して、更に所定時間薬液洗浄を行う。その後再び、第１群として膜カートリッジ２０ａ及び２０ｂを選択し、第２群として膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄを選択して、所定時間薬液洗浄を行う。このように、複数の膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄの中から、第１群又は第２群の膜カートリッジを交互に選択して薬液洗浄を行うことも好ましいことである。
【００８８】
あるいは、第１群として膜カートリッジ２０ａを選択し、第２群として膜カートリッジ２０ｂ〜２０ｄを選択して、所定時間薬液洗浄を行った後、第１群として膜カートリッジ２０ｂを選択し、第２群として膜カートリッジ２０ａ、２０ｃ及び２０ｂを選択して、更に所定時間薬液洗浄を行う。このように、複数の膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄの中から、第１群の膜カートリッジを順次選択し、残りの膜カートリッジを第２群として、薬液洗浄を行うことも好ましいことである。
【００８９】
本発明においては、膜カートリッジ２０ａ〜２０ｄの各々に対して、薬液による順洗（薬液を原水室２２ａ〜２２ｄ→濾過膜２１ａ〜２１ｄ→処理水室２３ａ〜２３ｄの順に供給）と、逆洗（薬液を処理水室２３ａ〜２３ｄ→濾過膜２１ａ〜２１ｄ→原水室２２ａ〜２２ｄの順に供給）の両方が行われるように、第１群及び第２群の膜カートリッジを選択していくことが好ましく、これにより、洗浄効率が更に高まり、フラックス回復率を更に向上することが可能となる効果を奏する。
【００９０】
以上の説明では、第２群の洗浄において、第２群の膜カートリッジ２０ｃ及び２０ｄを、薬液を、処理水室２３ｃ及び２３ｄ側から原水室２２ｃ及び２２ｄ側に向けて濾過膜２１ｃ及び２１ｄを通過させる「逆洗」によって薬液洗浄する場合を示したが、必ずしもこれに限定されず、第２群の洗浄では、濾過膜２１ｃ及び２１ｄが薬液と接触可能であればよく、例えば、薬液を、原水室２２ｃ及び２２ｄ側から処理水室２３ｃ及び２３ｄ側に向けて濾過膜２１ｃ及び２１ｄを通過させる「順洗」によって薬液洗浄してもよい。
【００９１】
本発明において、「順洗」後の薬液をそのまま次の「順洗」に用いることは可能であるが、処理水の汚染を防止する上で、「逆洗」後の薬液をそのまま次の「逆洗」に用いないことが重要である。つまり、本発明において、「逆洗」を繰り返し行う場合は、各「逆洗」間に「順洗」を行うことが好ましい。
【００９２】
以上の説明では、原水分岐配管１１ａ〜１１ｄ、処理水分岐配管３１ａ〜３１ｄ及び洗浄排水分岐配管４１ａ〜４１ｄが、それぞれ１つの膜カートリッジに対応して、１ずつ設けられる場合を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、複数の膜カートリッジの原水排出口、処理水排出口及び洗浄排水排出口をマニホールド構造によって連結することでユニット化し、複数の膜カートリッジを備える１つのユニットに対応して、原水分岐配管１１ａ〜１１ｄ、処理水分岐配管３１ａ〜３１ｄ及び洗浄排水分岐配管４１ａ〜４１ｄを１ずつ設けることも好ましいことである。
【００９３】
本発明では、第１群の洗浄において、膜カートリッジの原水室に供給される薬液の圧力は、バラスト水を漲水する際の濾過時の圧力より小さいことが好ましい。具体的には、薬液の循環ポンプ５１の吐出圧力を、原水濾過時のポンプ（バラストポンプＢＰ）の吐出圧力よりも小さく設定することが好ましい。このように比較的低圧で第１群の洗浄を行うことにより、第１群の膜カートリッジが備える濾過膜の膜中（スキン層等）に付着物が圧入されることを好適に防止することができる。
【００９４】
特に本発明においては、第１群の膜カートリッジの原水室に供給される薬液の圧力が比較的低圧である場合においても、第２群の膜カートリッジの本数を、第１群の膜カートリッジに対して調整することにより、第２群の洗浄における圧力を好適化して、洗浄効率を向上することが可能である。具体的には、第１群の膜カートリッジの本数よりも、第２群の膜カートリッジの本数を少なくすることで、高い洗浄効率を実現することが可能となる。
【００９５】
本発明においては、上述した通り濾過膜２１ａ〜２１ｄと接触した際に気泡を発生し得る薬剤を用いることが好ましい。これにより、第１群の洗浄で使用済みの薬液中に気泡が発生し、該気泡分だけ薬液の見かけの循環流量が増加した状態で、第２群の洗浄に供される。そのため、特に第２群の洗浄において、更に高い洗浄効率を発揮することが可能となる効果を奏する。
【００９６】
また、本発明において、薬液中における薬剤濃度は格別限定されず、用いられる薬剤の種類等に応じて適宜設定することができるが、第１群の洗浄に供される薬液中の有効濃度ｃ１と、第２群の洗浄に供される薬液中の有効濃度ｃ２の比（ｃ２／ｃ１）が、０．５〜１．０の範囲であることが好ましい。例えば、薬剤が過酸化水素であれば、第１群の洗浄に供される薬液中の有効濃度が５００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの範囲であることが好ましく、第２群の洗浄に供される薬液中の有効濃度が２５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの範囲であることが好ましい。
【００９７】
以上、バラスト水の処理について説明したが、これに限らず、原水室に供給された原水を濾過して処理水室に処理水を生成する複数の膜カートリッジが備える濾過膜に付着した付着物を、薬液によって効率的に洗浄する場合の膜カートリッジの薬液洗浄方法として広く適用できる。
【実施例】
【００９８】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
【００９９】
（実施例１）
バラスト原水の膜濾過処理により膜面に付着物が付着した状態の膜カートリッジ（スパイラル膜モジュール）を用意し、該膜カートリッジの原水室に、薬剤として過酸化水素（濃度：１０００ｐｐｍ）を含有する薬液を供給すると共に、濾過膜を介して処理水室から回収して洗浄を行った。回収された薬液中には、夾雑物の混入がなく、濃度６００ｐｐｍの過酸化水素が残留していた。
【０１００】
（参考例１）
実施例１と同様に膜面に付着物が付着した状態の膜カートリッジを用意し、実施例１と同様の薬液を、処理水室に供給すると共に、原水室から回収した。回収された薬液中には、夾雑物が混入していた。
【０１０１】
＜評価＞
実施例１で回収された薬液中には、夾雑物の混入がなく、膜洗浄に有効な量の薬剤が残留しており、更なる膜カートリッジの薬液洗浄に好適に用いることができる。
【０１０２】
また、実施例１及び参考例１共に、回収された薬液中には、過酸化水素が付着物中の有機物と接触したことにより生成したと見られる気泡が多量に含まれ、薬液の見かけの体積を増大させていた。
【符号の説明】
【０１０３】
１：原水取水配管
１０：原水ヘッダー管
１１ａ〜１１ｄ：原水分岐配管
１２ａ〜１２ｄ：（分岐配管）開閉弁
１００：（原水取水配管）開閉弁
２：膜処理装置
２０ａ〜２０ｄ：膜カートリッジ
２１ａ〜２１ｄ：濾過膜
２２ａ〜２２ｄ：原水室
２３ａ〜２３ｄ：処理水室
３：処理水移送配管
３０：処理水集水管
３１ａ〜３１ｄ：処理水分岐配管
３２ａ〜３２ｄ：（処理水分岐配管）開閉弁
３００：（処理水移送配管）開閉弁
４：洗浄排水移送配管
４０：洗浄排水集水管
４１ａ〜４１ｄ：洗浄排水分岐配管
４２ａ〜４２ｄ：（洗浄排水分岐配管）開閉弁
４００：（洗浄排水移送配管）開閉弁
５：薬液洗浄機構
５０：薬液生成手段
５０１：薬液貯留槽
５０２：薬剤タンク
５０３：夾雑物除去手段
５０３ａ：循環配管
５０３ｂ：フィルタ
５１：循環ポンプ
５２：薬液供給配管
５３：（薬液供給配管）開閉弁
５４：薬液返送配管
５５：（薬液返送配管）開閉弁
ＢＰ：バラストポンプ
ＢＴ：バラストタンク
【図１】
2013198864.tif 000003
【図２】
2013198864.tif 000004
【図３】
2013198864.tif 000005
【図４】
2013198864.tif 000006